7/28/2019 Apple Juices

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S t u d i e s o n t h e P r e s e r v a t i o n o f F r e s h A p p l e J u i c e w i t h S o r b i c A c i d 'W. E . F E R G U S O N 2 AND W. D . P O W R I E 3

D e p a r t m e n t o f A g r i c u l t u r e , O t t a w a , C a n a d aR e c e i v e d f o r p u b l i c a t i o n A u g u s t 2 3 , 1 9 5 6

F o r many y e a r s , i n v e s t i g a t o r s h a v e a t t e m p t e d t oy e a s t g r o w t h a n d f e r m e n t a t i o n i n f r e s h , u n -a p p l e j u i c e i n o r d e r t o i n c r e a s e i t s s h e l f - l i f e .t l o w t e m p e r a t u r e s , q u a l i t y d e t e r i o r a t i o n o f a p p l e

i s m i n i m i z e d d u e t o t h e l o w m e t a b o l i c a c t i v i t y o fh e y e a s t c e l l s . G o r e ( 1 9 1 0 ) o b s e r v e d n o f e r m e n t a t i o nn a p p l e j u i c e h e l d a t 0 C f o r p e r i o d s o f 3 6 t o 8 6 d a y s ,n d P o e a n d F i e l d ( 1 9 4 7 ) c o u l d n o t d e t e c t a n y q u a l i t yi n j u i c e s t o r e d a t 4 C f o r 6 0 d a y s . S i n c e t h e

o f a p p l e j u i c e a t l o w t e m p e r a t u r e s h a s b e e ne x p e n s i v e a n d i m p r a c t i c a l , c h e m i c a l a d d i -h a v e b e e n s t u d i e d f o r t h e i r i n h i b i t o r y e f f e c t o ni n a p p l e j u i c e . R i c e a n d M a r k l e y ( 1 9 2 1 ) a n da n d S t r a u c h ( 1 9 2 6 ) f o u n d t h a t 0 . 1 p e r c e n tb e n z o a t e i n a p p l e j u i c e i n h i b i t e d t h e g r o w t hf y e a s t s ; h o w e v e r , s o d i u m b e n z o a t e i n t h i s c o n c e n -i m p a r t s a n u n d e s i r a b l e f l a v o r t o t h e j u i c ea n d M a r s h a l l , 1 9 3 5 ) . F a b i a n a n d Bloomf o u n d t h a t s o d i u m b e n z o a t e w a s a m o r e e f -i n h i b i t o r o f y e a s t g r o w t h t h a n c h l o r o a c e t i c

S o r b i c a c i d , a n u n s a t u r a t e d f a t t y a c i d , i n h i b i t sg r o w t h i n p i c k l e b r i n e s ( J o n e s e t a l . , 1 9 5 6 ; J o n e sn d H a r p e r , 1 9 5 2 ; P h i l l i p s a n d M u n d t , 1 9 5 0 ) ; p r e -s t u d i e s ( S a l u n k h e , 1 9 5 5 ) h a v e i n d i c a t e d i t si n a p p l e j u i c e . T h e i n v e s t i g a t i o n r e p o r t e dr e p r e s e n t s a s t u d y o f t h e e f f e c t o f s o r b i c a c i d o ng r o w t h i n f r e s h , u n c l a r i f i e d a p p l e j u i c e . S i n c e i t

a s b e e n r e p o r t e d ( M e l n i c k e t a l . , 1 9 5 4 ) t h a t s o r b i ci s o x i d i z e d i n s o l u t i o n , a s c o r b i c a c i d w a s a d d e d a s

n a n t i o x i d a n t t o j u i c e wi t h a n d w i t h o u t s o r b i c a c i do d e t e r m i n e i t s e f f e c t i v e n e s s i n e x t e n d i n g t h e f u n g i -a c t i o n o f t h e l a t t e r i n a p p l e j u i c e .

M A T E R I A L S AND METHODSS o u r c e o f j u i c e . T h e j u i c e u s e d i n t h i s s t u d y w a sf r o m s o u n d , w a s h e d M c I n t o s h a p p l e s w h i c ha d b e e n s t o r e d a t a p p r o x i m a t e l y 1 C f o r 5 m o . T h e

w e r e g r o u n d i n a g r a t e r m i l l a n d t h e j u i c e w a sf r o m t h e p u l p i n a r a c k - a n d - c l o t h p r e s s w i t h ao f 3 0 0 0 p s i . The e x p r e s s e d j u i c e w a s s t r a i n e d1 C o n t r i b u t i o n N o . 4 2 3 , B a c t e r i o l o g y D i v i s i o n , S c i e n c ea n d N o . 8 7 7 H o r t i c u l t u r e D i v i s i o n , E x p e r i m e n t a lS e r v i c e s , O t t a w a , O n t a r i o .2 B a c t e r i o l o g i s t , S c i e n c e S e r v i c e , D e p t . o f A g r i c u l t u r e ,

O n t a r i o .3 H e a d , F o o d P r o d u c t s L a b o r a t o r y , D i v i s i o n o f H o r t i c u l -C e n t r a l E x p e r i m e n t a l F a r m , O t t a w a , O n t a r i o .

t h r o u g h f o u r l a y e r s o f c h e e s e c l o t h t o r e m o v e p i e c e s o fa p p l e p o m a c e .

P r e p a r a t i o n o f s a m p l e s . I n t h e i n i t i a l s t u d i e s , j u i c el o t s c o n t a i n i n g 0 , 0 . 0 1 , 0 . 0 2 , 0 . 0 3 a n d 0 . 0 4 - p e r c e n ts o r b i c a c i d w e r e p r e p a r e d . I n a d d i t i o n t o t h e y e a s t sa n d o t h e r m i c r o o r g a n i s m s i n i t i a l l y p r e s e n t i n t h i sj u i c e , e a c h o f t h e s e l o t s w a s i n o c u l a t e d w i t h w a s h e dS a c c h a r o m y c e s e l l i p s o i d e u s ( M a u r y ) c e l l s w h i c h w e r eg r o w n i n a p p l e j u i c e ( p H 3 . 8 9 ) . A s c o r b i c a c i d w a sa d d e d t o o n e - h a l f o f e a c h l o t i n o r d e r t o o b t a i n a c o n -c e n t r a t i o n o f a p p r o x i m a t e l y 5 0 mg p e r 1 0 0 m l o fj u i c e . T h e j u i c e o f a l l t h e l o t s w a s p o u r e d i n t o 8 - o zs c r e w - t o p g l a s s b o t t l e s a n d t h e c a p s w e r e l e f t l o o s e t oa l l o w t h e e s c a p e o f c a r b o n d i o x i d e i f f e r m e n t a t i o no c c u r r e d . T h e b o t t l e d j u i c e s w e r e s t o r e d a t a p p r o x i -m a t e l y 2 5 C f o r p e r i o d s o f 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 7 , 1 0 a n d 1 4d a y s .

S u b s e q u e n t s t u d i e s w e r e c o n d u c t e d t o o b t a i n d e -t a i l e d i n f o r m a t i o n o n t h e e f f e c t o f 0 . 0 3 5 p e r c e n t s o r b i ca c i d i n a p p l e j u i c e , w i t h a n d w i t h o u t a d d e d a s c o r b i ca c i d ( 5 0 mg p e r 1 0 0 ml o f j u i c e ) , o n t h e g r o w t h o f t h en o r m a l y e a s t f l o r a i n f r e s h l y p r e s s e d a p p l e j u i c e a n ds i m i l a r j u i c e s i n o c u l a t e d w i t h Maury a n d T o k a ys t r a i n s o f S a c c h a r o m y c e s e l l i p s o i d e u s . T h e j u i c e w a sa d j u s t e d w i t h m a l i c a c i d t o p r o d u c e a f i n a l a c i d i t y o f0 . 5 p e r c e n t e x p r e s s e d a s m a l i c a c i d . I n t h e s e s t u d i e s ,t h e 8 - o z s c r e w - c a p b o t t l e s w e r e f i l l e d t o t h e t o p a n dt h e c a p s w e r e s c r e w e d t i g h t l y t o p r e v e n t t h e e n t r a n c eo f o x y g e n i n t o t h e b o t t l e s . T h e s e j u i c e s w e r e s t o r e d a ta p p r o x i m a t e l y 2 5 C f o r p e r i o d s o f 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 7 ,1 0 a n d 1 4 d a y s .A n a l y t i c a l m e t h o d s . T h e pH v a l u e s o f t h e j u i c e s w e r ed e t e r m i n e d w i t h a Beckman m o d e l H pH m e t e r .S o l u b l e s o l i d s w e r e m e a s u r e d u s i n g a n A b b e r e f r a c t o m -e t e r a t 2 5 C . T o t a l a c i d i t y o f t h e j u i c e was d e t e r -m i n e d b y t i t r a t i n g 1 0 m l w i t h 0 . 1 N s o d i u m h y d r o x i d es o l u t i o n u s i n g p h e n o l p h t h a l e i n a s a n i n d i c a t o r . T h e2 , 6 - d i c h l o r o p h e n o l i n d o p h e n o l t i t r a t i o n m e t h o d ( A s -s o c i a t i o n o f V i t a m i n C h e m i s t s , 1 9 5 1 ) was u s e d f o re s t i m a t i n g a s c o r b i c a c i d . Y e a s t c o u n t s w e r e d e t e r -m i n e d b y p l a t i n g t h e j u i c e s w i t h m a l t a g a r a c i d i f i e d t opH 3 . 9 . A l l a n a l y s e s w e r e c o n d u c t e d o n d u p l i c a t es a m p l e s .

R E S U L T S AND D I S C U S S I O NR e s u l t s o f i n i t i a l s t u d i e s o f t h e e f f e c t o f s o r b i c a c i d

o n g r o w t h o f y e a s t s i n u n c l a r i f i e d a p p l e j u i c e w i t h a n d4 1

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2W. E . FERGUSON AND W. D . POWRIE[w i t h o u t a d d e d a s c o r b i c a c i d a r e r e p o r t e d i n t a b l e 1 . Ac o n c e n t r a t i o n o f 0 . 0 1 p e r c e n t s o r b i c a c i d i n t h e j u i c ed i d n o t c o n t r o l m u l t i p l i c a t i o n o f t h e y e a s t c e l l s . How-e v e r , y e a s t g r o w t h i n j u i c e c o n t a i n i n g 0 . 0 2 p e r c e n ts o r b i c a c i d w a s i n h i b i t e d . W i t h 0 . 0 3 a n d 0 . 0 4 p e r c e n ts o r b i c a c i d i n t h e j u i c e t h e n u m b e r o f v i a b l e y e a s t sd e c r e a s e d s t e a d i l y d u r i n g s t o r a g e , i n d i c a t i n g t h a t t h es o r b i c a c i d i n t h e s e c o nc e n t r a t i o ns e x e r t e d a f u n g i s t a t i co r f u n g i c i d a l a c t i o n o n t h e y e a s t s . T h i s f u n g i s t a t i c o rf u n g i c i d a l a c t i o n was n o t a f f e c t e d b y t h e a d d e d a s -c o r b i c a c i d .A l t h o u g h c o n c e n t r a t i o n s o f 0 . 0 2 t o 0 . 0 4 p e r c e n ts o r b i c a c i d p r e v e n t e d y e a s t f e r m e n t a t i o n i n t h e s ej u i c e s , t h e y d i d n o t c o n t r o l a c e t i c a c i d b a c t e r i a a l s oa s s o c i a t e d w i t h t h i s p r o d u c t . T h i s p a r a l l e l s t h e w o r ko f S c o t t a n d W i l l ( 1 9 2 1 ) , who f o u n d t h a t 0 . 2 p e r c e n ts o d i u m b e n z o a t e i n h i b i t e d y e a s t g r o w t h b u t was i n -e f f e c t i v e a g a i n s t A c e t o b a c t e r i n a p p l e j u i c e . I n t h e s es t u d i e s t h e a c e t i c a c i d b a c t e r i a w e r e o b s e r v e d i n j u i c eTABLE 1 . E f f e c t o f s o r b i c a c i d o n y e a s t d e v e l o p m e n t i n f r e s ha p p l e j u i c eC o n c e n -t r a t i o no fS o r b i cA c i d

00 . 0 10 . 0 20 . 0 30 . 0 4

00d . o 20 .05 0 o n0